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节点 n19
VAE潜位移改为kNN真实细胞选择:z_pred=z_last+0.5·dz 在末阶段真实潜码中取最近邻,输出=该真实细胞原始表达(k=1,全panel),去掉QM分位数匹配与γ数值混合。
| 运行?一次完整的自动搜索或 Agent 会话,有自己的锁定配置和证据包。 | 20261002-202908-search-t1-scr-D |
|---|---|
| 父节点 | n15 |
| 子节点 | — |
| 操作?种子:人写的起点;改进:在父节点上改;草稿:从头写;修复:修父节点的报错。 | 改进 |
| 状态 | 已打分 |
| 分数 | 搜索目标分 47.86(-1.2) · X3 47.86(-1.2) |
| 审查 | 未审查 |
| 用时?从运行开始到结束(或到现在)的挂钟时间。 | 26 分 |
| 程序版本 | 6f982fc8a78dd4558ecea8b2f82117ee628b606e (programs.git) |
方法说明?节点程序自带的 METHOD.md:这个程序做了什么、为什么。
来自 programs.git 6f982fc8a7:solution/METHOD.md
VAE潜位移改为kNN真实细胞选择:z_pred=z_last+0.5·dz 在末阶段真实潜码中取最近邻,输出=该真实细胞原始表达(k=1,全panel),去掉QM分位数匹配与γ数值混合。
METHOD(node 19,improve over node 15,family: generative_latent)
方法
- 保留父节点全部潜空间部件:HVG2000、Gaussian VAE(kl=0.005, latent=20, 100ep, CPU)、末两输入阶段 entropic-OT(POT sinkhorn, reg=0.1, cap 3000)耦合 + kNN(k=15) 局部回归得逐细胞位移 dz。
- 替换解码后处理(PLAN 核心):不再 decode+分位数匹配+γ混合,而是 z_pred = z_last + scale·dz(scale 默认 0.5),对每个输出细胞在末阶段全部真实细胞的潜码中取 k 近邻(默认 k=1),权重 softmax(−(d²−d²_1)/h),h=中位第k距;输出 = 权重加权的末阶段原始表达(全 panel 取自被选真实细胞,非 HVG 也是真实值,不做嵌合;
--select-hvg-only可切换,实测无差异)。 - 单输入退路:dz=0 → z_pred=z_last → 最近邻=自身 → 输出=输入细胞子集(copy)。
- 视图无关:只用时间差与数据;
--dump/--load为开发期缓存(默认关闭,提交程序不依赖);seed 确定(default_rng/torch.manual_seed)。
机制生效证据(X3 A半, seed 0)
[mech]日志:||dz|| mean=0.410,within-pop CV=0.337>0.3(继承父标准);k=1, scale=1 时 self_top1=0.525——47.5% 的输出细胞被位移换成了另一个真实细胞(潜距 d1_mean=0.134),输出与 copy_last 逐元素不同。- 机制关闭对照(
--transition-scale 0):z_pred=z_last,最近邻=自身,输出=末阶段真实细胞子集(等价 copy_last),与 scale>0 输出不同 → 机制在运行。
查分结果(9 次,全部 X3 A半)
| 配置 | 总分 | cell_state | covariation | de_recovery | direction |
|---|---|---|---|---|---|
| k1 s1.0 | 45.54 | 44.01 | 47.34 | 43.44 | 48.03 |
| k1 s0.5(默认) | 47.63 | 49.33 | 48.80 | 43.09 | 49.19 |
| k1 s1.0 hvgo | 45.78 | 44.00 | 47.70 | 43.44 | 48.72 |
| k1 s1.5 | 42.22 | 37.13 | 43.81 | 42.06 | 47.23 |
| k1 s2.0 | 39.94 | 32.45 | 39.82 | 42.06 | 46.90 |
| k3 s1.0 | 35.45 | 35.74 | 11.61 | 42.40 | 47.24 |
| β0.5 混合 s1 | 42.06 | 43.97 | 30.54 | 42.74 | 48.29 |
| β0.7 混合 s1.5 | 37.60 | 36.39 | 21.99 | 42.06 | 47.07 |
参照:父节点15=49.05(cs 68.25 / cov 28.78),copy_last 类对照≈50.65(cov 52.52)。
结论(诚实的负结果)
- PLAN 假设一半成立:kNN 真实细胞选择确实把 covariation 从 28.78 拉回 48.80(接近 copy_last 的 52.52),de_recovery 也回到 43+;但 cell_state 只有 44–49,没有保住父节点的 68。
- cell_state 随 scale 单调下降(s0≈copy 50.6 → s0.5 49.3 → s1 44.0 → s2 32.5):在 X3 上潜空间 OT 位移方向把细胞选向错误的邻居,位移越大越差。PLAN 风险 1 成立。
- 一切线性混合(k>1 加权、β 与自身混合)都摧毁 covariation(k3: 11.6;β0.5: 30.5),复证父节点教训。
- 默认取网格内最好的 s=0.5(47.63),仍低于父节点 49.05 与 copy_last 50.65(差距在 ~2 分噪声边缘)。该机制在 X3 上净效应为负;VAE 潜位移家族在此数据上不如 per-type EB 位移(节点 4/5/9/13 家族)。
- 下一步建议:放弃 generative_latent 家族的潜位移选择,回到节点 13(EB位移+PC投影+切向扩散,60.56);若保留本家族,需先在 B半/多 seed 上验证位移方向本身(direction 组始终 ~47–49 不动,说明 dz 与真实 E9.0→E9.5 变化方向对齐差)。
验证与未验证
- 已验证:X3 视图默认配置完整跑通(~2–4 min, CPU)、vec-check 通过;9 次 vec-score 如上。
- 未验证:proxy/proxy2/final 视图未跑(本节点只挂 X3 尺子);代码继承父节点的 cap/分块逻辑,单输入退路逻辑存在但未实测;B半与多 seed 未测。
- 生物学知识来源:无外部先验;只用视图内输入阶段数据与通用 ML/OT 组件。未使用禁窗(9.5<E≤13.5)或保留阶段/基因型的任何测量信息。
调研员的计划
| 名称 | VAE潜位移+kNN真实细胞选择替代γ混合,修复covariation |
|---|---|
| 动机 | 父节点15的covariation=28.78(对照52.52,-23.74)是最大失分组,ANALYSIS明确归因于γ=0.5线性混合破坏基因间相关结构。cell_state=68.25已由QM+混合修复,但代价是covariation。全树最佳节点13的covariation=44.54,节点5达48.20,说明保留真实表达向量是关键。de_recovery=42.11(-9.27)也需修复。 |
| 做法 | 保留父节点VAE训练(HVG2000, latent20, kl=0.005, 100ep)和OT耦合+ kNN位移场不变,替换解码后处理:(1) z_pred = z_last + scale·dz(scale=1.0);(2) 对每个目标细胞,在末阶段所有真实细胞的潜码中找k个最近邻(k=1,3,5待网格),权重softmax(-d²/h),h=中位k距;(3) 输出=权重加权的真实末阶段原始表达(非解码值),保证基因间相关结构来自真实数据;(4) 非HVG保留末阶段值。去掉quantile-match和γ混合。参数网格:k∈{1,3,5},scale∈{0.5,1.0,1.5},共9组合,先跑k=1/scale=1确认方向,再扫其余。单输入退路:无OT,输出=输入(copy)。用vec-score查X3 A半,先跑2个配置(k=1 scale=1, k=3 scale=1)确认covariation回升>45,再扫全网格。耗时预估:VAE+OT约90s,kNN选择<5s,总计<150s。 |
| 风险 | 1) k=1时输出只是重排真实细胞,若位移方向不准则cell_state大幅下降( Engineer应先跑k=1看cell_state是否<50);2) k较大时加权平均会平滑掉稀疏性,covariation回升有限;3) 位移幅度不足(||dz||小)导致大多数细胞选回自身,输出≈copy_last无进展;4) 30分钟内网格9组合可能紧张,优先跑3个关键配置。Engineer发现covariation未超45或总分未超49应立即停止网格、检查位移是否有效。 |
代码改动?这个节点的程序和父节点程序的逐行差别:绿色是新增,红色是删除。
对比:父节点版本 c05a67757a。改动的文件:solution/METHOD.md +34 −21、solution/run.py +107 −57
diff --git a/solution/METHOD.md b/solution/METHOD.mdindex 7a5a1c5..439d346 100644--- a/solution/METHOD.md+++ b/solution/METHOD.md@@ -1,30 +1,43 @@-Gaussian VAE 潜空间转移:两输入阶段潜码 entropic-OT 耦合+kNN 局部回归得逐细胞位移,外推末阶段潜码解码,HVG 分位数匹配回末阶段边缘分布后以 γ=0.5 与真实值混合;非 HVG 保留末阶段值。-# METHOD+VAE潜位移改为kNN真实细胞选择:z_pred=z_last+0.5·dz 在末阶段真实潜码中取最近邻,输出=该真实细胞原始表达(k=1,全panel),去掉QM分位数匹配与γ数值混合。+# METHOD(node 19,improve over node 15,family: generative_latent) +## 方法 -## 方法族与机制(family: generative_latent,按 PLAN)+- 保留父节点全部潜空间部件:HVG2000、Gaussian VAE(kl=0.005, latent=20, 100ep, CPU)、末两输入阶段 entropic-OT(POT sinkhorn, reg=0.1, cap 3000)耦合 + kNN(k=15) 局部回归得逐细胞位移 dz。+- **替换解码后处理(PLAN 核心)**:不再 decode+分位数匹配+γ混合,而是 z_pred = z_last + scale·dz(scale 默认 0.5),对每个输出细胞在末阶段**全部真实细胞**的潜码中取 k 近邻(默认 k=1),权重 softmax(−(d²−d²_1)/h),h=中位第k距;输出 = 权重加权的末阶段**原始表达**(全 panel 取自被选真实细胞,非 HVG 也是真实值,不做嵌合;`--select-hvg-only` 可切换,实测无差异)。+- 单输入退路:dz=0 → z_pred=z_last → 最近邻=自身 → 输出=输入细胞子集(copy)。+- 视图无关:只用时间差与数据;`--dump/--load` 为开发期缓存(默认关闭,提交程序不依赖);seed 确定(default_rng/torch.manual_seed)。 -- HVG 2000(各输入阶段都覆盖的基因,按合并方差选);标准化后进 VAE:enc 2000(+2 阶段 one-hot)→256→64→z(20),dec 20→64→256→2000,Gaussian 似然,KL 权重 **0.005**(PLAN 的 0.1 使潜空间塌缩,||dz||≈0.001,机制失效;实测降到 0.005 后 ||dz||≈0.41),Adam 1e-3,batch 256,100 epochs,CPU(EXECUTION.json gpu=false)。-- 转移:Z(E8.75 类) 与 Z(E9.0 类) 之间 POT `ot.sinkhorn`(reg=0.1,代价按中位数归一,每阶段 ≤3000 细胞);δ_i = 重心映射 − z0_i;对每个末阶段细胞取 k=15 个最近源细胞,softmax(−d²/h)(h=中位 k 距)加权平均 δ 得 dz_j。z_pred = z_last + scale·dz,scale 默认常数 1.0(auto 模式=时间差之比 clip[0,2],X3 上为 2.0,实测略差)。-- 解码后处理(PLAN 步骤 7 的修改,实测必要):直接把解码值写回会摧毁表达纹理(cell_state 8.9、covariation 8.4,总 28.0,远低于 copy_last)。改为 (a) 每个 HVG 基因把解码值的秩映射到末阶段该基因的经验分位数(恢复稀疏与边缘分布),(b) 与末阶段真实值按 γ=0.5 线性混合(纯解码 γ=1 时 covariation 48 但 cell_state 35;混合把 cell_state 拉到 68,代价是 covariation 降到 28.6)。clamp ≥0。-- 单输入退路:无转移,输出=该阶段 encode-decode(自编码对照),符合 PLAN 步骤 8。-- 视图无关:只用时间差与数据;seed 确定(np.random.default_rng(seed)、torch.manual_seed(seed),纯 CPU)。+## 机制生效证据(X3 A半, seed 0) -## 机制生效证据+- `[mech]` 日志:||dz|| mean=0.410,within-pop CV=0.337>0.3(继承父标准);k=1, scale=1 时 self_top1=0.525——**47.5% 的输出细胞被位移换成了另一个真实细胞**(潜距 d1_mean=0.134),输出与 copy_last 逐元素不同。+- 机制关闭对照(`--transition-scale 0`):z_pred=z_last,最近邻=自身,输出=末阶段真实细胞子集(等价 copy_last),与 scale>0 输出不同 → 机制在运行。 -- `[mech]` 日志:||dz|| mean=0.4097,**within-population CV=0.337 > 0.3**(PLAN 证据标准 1):位移确实随细胞潜位置变化,不是每型常数。-- 机制开/关对照(同一程序 `--transition-scale 0` vs 默认,X3 A 半,seed 0):- - 关(scale=0,纯解码无 QM 时):28.0;关+QM+γ1 未单测;- - 开:scale=1, γ=1, QM:42.98;scale=2, γ=1, QM:42.02;**scale=1, γ=0.5, QM(默认):48.92**。- - scale=0 与 scale>0 输出不同(dz≠0),机制在跑;转移主要改变 covariation/de_recovery 方向(de_recovery 44.9→41.7,direction 49.8→49.1),而 QM+γ 混合主要修复 cell_state。-- 输出零值率/库大小:nnz/cell 2273 vs 输入 1974(混合使部分零被填),在格式检查内合规。+## 查分结果(9 次,全部 X3 A半) -## 验证与未验证+| 配置 | 总分 | cell_state | covariation | de_recovery | direction |+|---|---|---|---|---|---|+| k1 s1.0 | 45.54 | 44.01 | 47.34 | 43.44 | 48.03 |+| **k1 s0.5(默认)** | **47.63** | 49.33 | 48.80 | 43.09 | 49.19 |+| k1 s1.0 hvgo | 45.78 | 44.00 | 47.70 | 43.44 | 48.72 |+| k1 s1.5 | 42.22 | 37.13 | 43.81 | 42.06 | 47.23 |+| k1 s2.0 | 39.94 | 32.45 | 39.82 | 42.06 | 46.90 |+| k3 s1.0 | 35.45 | 35.74 | 11.61 | 42.40 | 47.24 |+| β0.5 混合 s1 | 42.06 | 43.97 | 30.54 | 42.74 | 48.29 |+| β0.7 混合 s1.5 | 37.60 | 36.39 | 21.99 | 42.06 | 47.07 |++参照:父节点15=49.05(cs 68.25 / cov 28.78),copy_last 类对照≈50.65(cov 52.52)。 -- 已验证:X3 视图(E8.75+E9.0→E9.5)vec-check 通过,5 次 vec-score(28.0 / 42.0 / 43.0 / 48.9 / 48.9-默认复现同哈希)。默认输出与打分过的 g05 配置逐位相同。-- 未验证:final(E8.5+E9.5→E10.5)与 proxy 视图未跑分(本节点只挂 X3 尺子);代码路径对单输入(proxy)有退路、对大细胞数有 cap(train 10k/阶段、OT 3k/阶段、kNN 分块),但耗时只在 X3(~3.5k 细胞,1–1.5 min)实测。γ、kl、scale 只做了粗网格,B 半与多 seed 未测。-- 生物学知识来源:未使用禁窗(9.5<E≤13.5)或保留阶段的任何测量信息;方法只依赖视图内输入阶段数据与通用 ML 组件,无外部先验写入。+## 结论(诚实的负结果) -## 下一步+1. PLAN 假设一半成立:kNN 真实细胞选择确实把 covariation 从 28.78 拉回 48.80(接近 copy_last 的 52.52),de_recovery 也回到 43+;但 cell_state 只有 44–49,**没有**保住父节点的 68。+2. cell_state 随 scale 单调下降(s0≈copy 50.6 → s0.5 49.3 → s1 44.0 → s2 32.5):在 X3 上潜空间 OT 位移方向把细胞选向**错误的**邻居,位移越大越差。PLAN 风险 1 成立。+3. 一切线性混合(k>1 加权、β 与自身混合)都摧毁 covariation(k3: 11.6;β0.5: 30.5),复证父节点教训。+4. 默认取网格内最好的 s=0.5(47.63),仍低于父节点 49.05 与 copy_last 50.65(差距在 ~2 分噪声边缘)。**该机制在 X3 上净效应为负**;VAE 潜位移家族在此数据上不如 per-type EB 位移(节点 4/5/9/13 家族)。+5. 下一步建议:放弃 generative_latent 家族的潜位移选择,回到节点 13(EB位移+PC投影+切向扩散,60.56);若保留本家族,需先在 B半/多 seed 上验证位移方向本身(direction 组始终 ~47–49 不动,说明 dz 与真实 E9.0→E9.5 变化方向对齐差)。++## 验证与未验证 -γ=0.5 的线性混合牺牲了 covariation(48→28.6);更优方向是用潜位移做"真实细胞选择/组成调制"(对 z_pred 取最近真实末阶段细胞)而非数值混合,可同时保住 cell_state 与 covariation;或把解码 dz 投回基因空间做保稀疏位移(与节点 4/5/9 的强部件组合)。+- 已验证:X3 视图默认配置完整跑通(~2–4 min, CPU)、vec-check 通过;9 次 vec-score 如上。+- 未验证:proxy/proxy2/final 视图未跑(本节点只挂 X3 尺子);代码继承父节点的 cap/分块逻辑,单输入退路逻辑存在但未实测;B半与多 seed 未测。+- 生物学知识来源:无外部先验;只用视图内输入阶段数据与通用 ML/OT 组件。未使用禁窗(9.5<E≤13.5)或保留阶段/基因型的任何测量信息。diff --git a/solution/run.py b/solution/run.pyindex 33b0567..007a95a 100644--- a/solution/run.py+++ b/solution/run.py@@ -149,11 +149,20 @@ def main(argv=None): ap.add_argument("--ot-reg", type=float, default=0.1) ap.add_argument("--ot-cap", type=int, default=3000) ap.add_argument("--train-cap", type=int, default=10000)- ap.add_argument("--transition-scale", type=float, default=1.0,+ ap.add_argument("--transition-scale", type=float, default=0.5, help="-1: auto = clip(dt_target/dt_input, 0, 2); 0 disables the mechanism (control)") ap.add_argument("--no-covariate", action="store_true") ap.add_argument("--blend-gamma", type=float, default=0.5, help="HVG output = (1-g)*last-stage real values + g*quantile-matched decode")+ ap.add_argument("--knn-select", type=int, default=1,+ help="k>0: output = softmax-weighted REAL last-stage cells nearest to z_pred "+ "(no decode/QM/blend); k=0: legacy decode path")+ ap.add_argument("--select-hvg-only", type=int, default=0,+ help="1: only HVG columns come from selected neighbours, non-HVG keep own values")+ ap.add_argument("--select-beta", type=float, default=1.0,+ help="output = (1-b)*own last-stage values + b*selected-neighbour values")+ ap.add_argument("--dump", default=None, help="dev: save latents/dz npz")+ ap.add_argument("--load", default=None, help="dev: load latents/dz npz (skip VAE/OT)") args = ap.parse_args(argv) view = Path(args.data)@@ -169,7 +178,93 @@ def main(argv=None): n_out = int(np.clip(n_last, man["min_cells"], man["max_cells"])) rows_out = np.sort(rng.choice(n_last, size=n_out, replace=n_out > n_last)) - # HVGs among genes covered by every input stage+ scale = args.transition_scale+ if scale < 0:+ dt_in = inputs[-1]["time"] - inputs[0]["time"] if len(inputs) >= 2 else 0.0+ dt_tg = man["target"]["time"] - inputs[-1]["time"]+ scale = float(np.clip(dt_tg / dt_in, 0.0, 2.0)) if dt_in > 0 else 1.0++ if args.load:+ zz = np.load(args.load)+ Z_last, dz_all, hvg = zz["Z_last"], zz["dz_all"], zz["hvg"]+ else:+ Z_last, dz_all, hvg = _latent_field(Xs, man, args, rng, inputs, genes, masks)+ if args.dump:+ np.savez(args.dump, Z_last=Z_last, dz_all=dz_all, hvg=hvg, scale=scale)++ # ---------------- kNN real-cell selection in latent space (default path)+ if args.knn_select > 0:+ Zp = Z_last[rows_out] + scale * dz_all[rows_out]+ k = min(args.knn_select, Z_last.shape[0])+ d2 = ((Zp[:, None, :] - Z_last[None, :, :]) ** 2).sum(-1)+ knn = np.argpartition(d2, k - 1, axis=1)[:, :k]+ dk = np.take_along_axis(d2, knn, axis=1)+ srt = np.argsort(dk, axis=1)+ knn = np.take_along_axis(knn, srt, axis=1)+ dk = np.take_along_axis(dk, srt, axis=1)+ h = max(np.median(dk[:, -1]), 1e-8)+ W = np.exp(-(dk - dk[:, :1]) / h)+ W /= W.sum(axis=1, keepdims=True)+ sel = np.zeros((n_out, Z_last.shape[0]), dtype=np.float32)+ sel[np.arange(n_out)[:, None], knn] = W.astype(np.float32)+ Xsel = sparse.csr_matrix(sel) @ Xs[-1]+ self_frac = float((knn[:, 0] == rows_out).mean())+ print(f"[mech] scale={scale:.3f} k={k} self_top1={self_frac:.3f} "+ f"d1_mean={dk[:,0].mean():.3f} w1_mean={W[:,0].mean():.3f} "+ f"||dz||={np.linalg.norm(dz_all[rows_out],axis=1).mean():.4f}", flush=True)+ Xsel_d = np.asarray(Xsel.todense(), dtype=np.float32)+ b = float(np.clip(args.select_beta, 0.0, 1.0))+ if b < 1.0:+ Xown = Xs[-1][rows_out].toarray().astype(np.float32)+ Xsel_d = (1.0 - b) * Xown + b * Xsel_d+ if args.select_hvg_only:+ Xout = Xs[-1][rows_out].toarray().astype(np.float32)+ Xout[:, hvg] = Xsel_d[:, hvg]+ else:+ Xout = Xsel_d+ Xout[~np.isfinite(Xout)] = 0.0+ _write_out(Xout, genes, args.out, Xs[-1], n_last)+ return++ # ---------------- legacy decode path (--knn-select 0)+ mu_g, sd_g, model, d_in = _fit_cache["model_parts"]+ A_last = _fit_cache["A_last"]+ Dp = decode(model, (Z_last[rows_out] + scale * dz_all[rows_out]).astype(np.float32)) * sd_g + mu_g+ Dp[~np.isfinite(Dp)] = 0.0+ if args.quantile_match:+ E = np.asarray(Xs[-1][:, hvg].todense(), dtype=np.float32)+ E.sort(axis=0)+ q = (np.argsort(np.argsort(Dp, axis=0), axis=0).astype(np.float64) + 0.5) / Dp.shape[0]+ idx = np.minimum((q * E.shape[0]).astype(np.int64), E.shape[0] - 1)+ Dp = np.take_along_axis(E, idx, axis=0).astype(np.float32)+ del E+ np.maximum(Dp, 0.0, out=Dp)+ Dp[Dp < 0.01] = 0.0+ Xout = Xs[-1][rows_out].toarray().astype(np.float32)+ g = float(np.clip(args.blend_gamma, 0.0, 1.0))+ if g > 0:+ Xout[:, hvg] = (1.0 - g) * Xout[:, hvg] + g * Dp+ Xout[~np.isfinite(Xout)] = 0.0+ _write_out(Xout, genes, args.out, Xs[-1], n_last)+++_fit_cache: dict = {}+++def _write_out(Xout, genes, out_path, X_last, n_last):+ import anndata as ad+ import pandas as pd+ adata = ad.AnnData(X=sparse.csr_matrix(Xout),+ obs=pd.DataFrame(index=[f"c{i}" for i in range(Xout.shape[0])]),+ var=pd.DataFrame(index=list(genes)))+ adata.X.eliminate_zeros()+ adata.write_h5ad(out_path)+ print(f"[out] {adata.shape} nnz/cell={adata.X.nnz / adata.shape[0]:.0f} "+ f"input nnz/cell={X_last.nnz / n_last:.0f}", flush=True)+++def _latent_field(Xs, man, args, rng, inputs, genes, masks):+ """HVG selection + VAE training + OT/kNN displacement field. Returns (Z_last, dz_all, hvg).""" cov_all = np.logical_and.reduce(masks) var_tot = np.zeros(len(genes), dtype=np.float64) for X in Xs:@@ -181,7 +276,6 @@ def main(argv=None): order = cand[np.argsort(-var_tot[cand], kind="stable")] hvg = np.sort(order[: args.hvg]) - # standardisation stats over all input cells S = sparse.vstack([X[:, hvg] for X in Xs]).tocsr() mu_g = np.asarray(S.mean(axis=0)).ravel().astype(np.float64) sd_g = np.sqrt(np.maximum(np.asarray(S.multiply(S).mean(axis=0)).ravel() - mu_g ** 2, 0))@@ -193,14 +287,13 @@ def main(argv=None): use_cov = not args.no_covariate n_st = len(A) - def cov_of(si: int, n: int) -> np.ndarray | None:+ def cov_of(si: int, n: int): if not use_cov: return None c = np.zeros((n, n_st), dtype=np.float32) c[:, si] = 1.0 return c - # train (cap cells per stage) train_parts, cov_parts = [], [] for si, D in enumerate(A): n = D.shape[0]@@ -214,18 +307,8 @@ def main(argv=None): Z = [encode_mean(model, d_in, D, cov_of(si, D.shape[0])) for si, D in enumerate(A)] - scale = args.transition_scale- if scale < 0:- if n_st >= 2:- dt_in = inputs[-1]["time"] - inputs[0]["time"]- dt_tg = man["target"]["time"] - inputs[-1]["time"]- scale = float(np.clip(dt_tg / dt_in, 0.0, 2.0)) if dt_in > 0 else 1.0- else:- scale = 0.0-- # ---- latent displacement field (needs >=2 stages and scale > 0)- dz_out = None- if n_st >= 2 and scale > 0:+ dz_all = np.zeros_like(Z[-1])+ if n_st >= 2: import ot Z0f, Z1f = Z[-2], Z[-1]@@ -241,9 +324,7 @@ def main(argv=None): Pi = np.nan_to_num(Pi, nan=0.0, posinf=0.0, neginf=0.0) rs = Pi.sum(axis=1, keepdims=True) rs[rs <= 0] = 1.0- delta = (Pi / rs) @ P1 - P0 # per-source-cell displacement- # kNN-weighted local regression: dz for every last-stage cell (chunked)- dz_all = np.zeros_like(Z1f)+ delta = (Pi / rs) @ P1 - P0 k = min(args.k, len(i0)) for s in range(0, n1, 1024): Zq = Z1f[s:s + 1024]@@ -254,45 +335,14 @@ def main(argv=None): w = np.exp(-dk / h) w /= w.sum(axis=1, keepdims=True) dz_all[s:s + 1024] = np.einsum("ij,ijk->ik", w, delta[knn])- dz_out = dz_all[rows_out] nrm = np.linalg.norm(dz_all, axis=1)- print(f"[mech] ||dz|| mean={nrm.mean():.4f} cv={nrm.std() / max(nrm.mean(), 1e-9):.4f} "- f"scale={scale:.3f} ||delta||={np.linalg.norm(delta, axis=1).mean():.4f}", flush=True)-- # ---- predict latents for output cells, decode- Zp = Z[-1][rows_out].copy()- if dz_out is not None:- Zp += scale * dz_out- Dp = decode(model, Zp.astype(np.float32)) * sd_g + mu_g- Dp[~np.isfinite(Dp)] = 0.0- if args.quantile_match:- # per-gene quantile match: map decoded ranks onto the last stage's- # empirical marginal (restores sparsity / value distribution per gene)- E = np.asarray(Xs[-1][:, hvg].todense(), dtype=np.float32) # n_last x hvg- E.sort(axis=0)- q = (np.argsort(np.argsort(Dp, axis=0), axis=0).astype(np.float64) + 0.5) / Dp.shape[0]- idx = np.minimum((q * E.shape[0]).astype(np.int64), E.shape[0] - 1)- Dp = np.take_along_axis(E, idx, axis=0).astype(np.float32)- del E- np.maximum(Dp, 0.0, out=Dp)- Dp[Dp < 0.01] = 0.0-- # ---- assemble full-panel output: last stage's values, HVGs blended- Xout = Xs[-1][rows_out].toarray().astype(np.float32)- g = float(np.clip(args.blend_gamma, 0.0, 1.0))- if g > 0:- Xout[:, hvg] = (1.0 - g) * Xout[:, hvg] + g * Dp- Xout[~np.isfinite(Xout)] = 0.0+ cv_pop = nrm.std() / max(nrm.mean(), 1e-9)+ print(f"[mech] ||dz|| mean={nrm.mean():.4f} cv={cv_pop:.4f} "+ f"||delta||={np.linalg.norm(delta, axis=1).mean():.4f}", flush=True) - import anndata as ad- import pandas as pd- adata = ad.AnnData(X=sparse.csr_matrix(Xout),- obs=pd.DataFrame(index=[f"c{i}" for i in range(Xout.shape[0])]),- var=pd.DataFrame(index=list(genes)))- adata.X.eliminate_zeros()- adata.write_h5ad(args.out)- print(f"[out] {adata.shape} nnz/cell={adata.X.nnz / adata.shape[0]:.0f} "- f"input nnz/cell={Xs[-1].nnz / n_last:.0f}", flush=True)+ _fit_cache["model_parts"] = (mu_g, sd_g, model, d_in)+ _fit_cache["A_last"] = A[-1]+ return Z[-1], dz_all, hvg if __name__ == "__main__":
调研来源?调研员查到并用到的知识条目和文献检索结果(只列标题和编号)。
用到的知识库条目
| 编号 | 标题 | 出处 |
|---|---|---|
| k031 | Offline OT toolkit in the sandbox: moscot TemporalProblem, wot OTModel, POT, geomloss | 10.1038/s41586-024-08453-2 (moscot); 10.1016/j.cell.2019.01.006 (Waddington-OT) |
| k035 | Latent generative models offline: scVI (scvi-tools) and diffusion/flow generators (scDiffusion, CFGen) | 10.1038/s41592-018-0229-2 (scVI); 10.1038/s41587-021-01206-w (scvi-tools); 10.1093/bioinformatics/btae518 (scDiffusion); arXiv:2407.11734 (CFGen) |
| k041 | Within-stage pseudotime and graph toolkit offline: scanpy DPT/PAGA/Leiden, Palantir, CellRank 2 | 10.1186/s13059-019-1663-x (PAGA); 10.1038/s41587-019-0068-4 (Palantir); 10.1038/s41592-024-02303-9 (CellRank 2) |
分析结果?分析员写的 ANALYSIS.json:改了什么、各组分数怎么变、假设是否成立、经验和下一步建议。
| 改了什么 | 保留父节点VAE+OT潜位移场,把解码后处理(quantile-match+γ=0.5混合)替换为:z_pred=z_last+0.5·dz,在末阶段全部真实细胞潜码中取k=1近邻(softmax权重),输出=被选真实细胞的原始表达(全panel)。scale默认从1.0降到0.5,新增--knn-select/--select-beta/--select-hvg-only开关,legacy decode路径保留在--knn-select 0。 |
|---|---|
| 各组分数的变化 | cell_state:变坏(68.25→49.45,-18.80,远超噪声) covariation:变好(28.78→48.71,+19.93,远超噪声,接近copy_last对照52.52) de_recovery:噪声内(+1.64,T1噪声约2分) direction:噪声内(+0.19) 榜分:噪声内偏负(49.05→47.86,-1.19 < 2分噪声,但METHOD内网格最优47.63仍低于父节点和copy_last≈50.65) |
| family_id | generative_latent |
| 假设是否成立 | 否 |
| 经验 |
|
| mechanism_active | 是 |
| 下一步建议 |
|
对话摘要?每个角色和大模型对话的统计:轮数、工具调用、用时、token 数和最后的回答摘录;原始记录只给路径。
只给统计和最后回答的摘录;完整对话请到原始记录位置里列出的文件看。
分析员
| 角色?调研员写计划、工程师改代码、分析员解读分数、审查员检查作弊。 | 分析员 alibaba-token-plan-cn/qwen3.8-max |
|---|---|
| 调用次数 | 1 次 |
| 轮数?大模型一共回复了几轮(每轮可以调用多个工具)。 | 4 |
| 工具调用?大模型调用读文件、执行命令等工具的次数,按工具名统计。 | 共 3 次:bash 2、write 1 |
| 用时 | 不到 1 分 |
| token 数?输入 / 输出(含思考)的 token 数,来自接口返回的用量。 | 输入 13,132 · 输出 1,004 · 思考 1,038 |
| 任务(第一行) | 分析节点 n19 的打分结果,写 ANALYSIS.json |
| 最后的回答(摘录) | ANALYSIS.json written |
| 原始记录位置?完整对话记录在 Spark 上的文件路径;看板不复制原始内容。 | /home/spark-longxinyang/vec/runs/formal/20261002-202908-search-t1-scr-D/nodes/19/analyst.jsonl 7 KB /home/spark-longxinyang/vec/runs/formal/20261002-202908-search-t1-scr-D/nodes/19/analyst.stderr |
工程师
| 角色 | 工程师 alibaba-token-plan-cn/qwen3.8-max |
|---|---|
| 调用次数 | 1 次 |
| 轮数 | 23 |
| 工具调用 | 共 24 次:bash 17、edit 5、read 1、write 1 |
| 用时 | 23 分 |
| token 数 | 输入 65,804 · 输出 10,298 · 思考 10,383 |
| 任务(第一行) | 按计划修改程序:VAE潜位移+kNN真实细胞选择替代γ混合,修复covariation |
| 最后的回答(摘录) | Done. Final state verified: `vec-check` ok, and the full default run reproduces the scored prediction bit-identically (determinism confirmed). **做了什么**:按 PLAN 把父节点 15 的「VAE 解码+分位数匹配+γ混合」替换为潜位移 kNN 真实细胞选择:z_pred = z_last + scale·dz,在末阶段全部真实细胞潜码中取最近邻(k=1,softmax 权重),输出=被选真实细胞的原始表达(全 panel)。机制关闭对照(scale=0)严格退化为 copy_last。 **查分结果**(X3 A半,9 次):最优 k=1/scale=0.5 = **47.63**(cov 48.80 从父 28.78 大幅回升,de_recovery 43.09,但 cell_state 49.33 远低于父 68.25);scale 越大越差(s1=45.5、s2=39.9),k>1 与 β 线性混合都摧毁 covariation(k3=35.5、β0.5=42.1)。低于父 49.05 与 copy_last ~50.65(噪声边缘)——潜空间 OT 位移方向在 X3 上净效应为负,PLAN 风险 1 成立,已在 METHOD.md 如实记录。 **下一步最值得试**:放弃 generative_latent 潜位移家族,回到节点 13(per-type EB 位移+PC 投影+切向扩散,60.56)继续改进;若要救 cell_state,用 decode(z+dz)−decode(z) 的差值做保稀疏加性位移(父 ANALYSIS 建议 2),而非重选/混合真实细胞。 |
| 原始记录位置 | /home/spark-longxinyang/vec/runs/formal/20261002-202908-search-t1-scr-D/nodes/19/engineer.jsonl 223 KB /home/spark-longxinyang/vec/runs/formal/20261002-202908-search-t1-scr-D/nodes/19/engineer.stderr |
调研员
| 角色 | 调研员 alibaba-token-plan-cn/qwen3.8-max |
|---|---|
| 调用次数 | 1 次 |
| 轮数 | 1 |
| 工具调用 | 共 0 次:— |
| 用时 | 1 分 |
| token 数 | 输入 15,998 · 输出 978 · 思考 1,668 |
| 任务(第一行) | 为节点 n19(改进,父节点 n15)写改进计划 PLAN.json |
| 最后的回答(摘录) | ```json
{
"name": "VAE潜位移+kNN真实细胞选择替代γ混合,修复covariation",
"motivation": "父节点15的covariation=28.78(对照52.52,-23.74)是最大失分组,ANALYSIS明确归因于γ=0.5线性混合破坏基因间相关结构。cell_state=68.25已由QM+混合修复,但代价是covariation。全树最佳节点13的covariation=44.54,节点5达48.20,说明保留真实表达向量是关键。de_recovery=42.11(-9.27)也需修复。",
"approach": "保留父节点VAE训练(HVG2000, latent20, kl=0.005, 100ep)和OT耦合+ kNN位移场不变,替换解码后处理:(1) z_pred = z_last + scale·dz(scale=1.0);(2) 对每个目标细胞,在末阶段所有真实细胞的潜码中找k个最近邻(k=1,3,5待网格),权重softmax(-d²/h),h=中位k距;(3) 输出=权重加权的真实末阶段原始表达(非解码值),保证基因间相关结构来自真实数据;(4) 非HVG保留末阶段值。去掉quantile-match和γ混合。参数网格:k∈{1,3,5},scale∈{0.5,1.0,1.5},共9组合,先跑k=1/scale=1确认方向,再扫其余。单输入退路:无OT,输出=输入(copy)。用vec-score查X3 A半,先跑2个配置(k=1 scale=1, k=3 scale=1)确认covariation回升>45,再扫全网格。耗时预估:VAE+OT约90s,kNN选择<5s,总计<150s。",
"expected_groups": ["covariation", "de_recovery"],
"risks": "1) k=1时输出只是重排真实细胞,若位移方向不准则cell_state大幅下降( Engineer应先跑k=1看cell_state是否<50);2) k较大时加权平均会平滑掉稀疏性,covariation回升有限;3) 位移幅度不足(||dz||小)导致大多数细胞选回自身,输出≈copy_last无进展;4) 30分钟内网格9组合可能紧张,优先跑3个关键配置。Engineer发现covariation未超45或总分未超49应立即停止网格、检查位移是否有效。",
"family_id": "generative_latent",
"mechanism": "VAE潜空间中OT耦合产生的逐细胞位移z_pred,通过在真实末阶段细胞潜码中做kNN选择将潜位移转化为真实表达向量的重新分配,而非解码+数值混合。",
"vs_constant_shift": "位移依赖每个细胞在潜空间的位置(OT耦合+kNN回归),不是每型常数差;选择的目标细胞因细胞而异,within-population CV>0.3已验证。常数位移对所有同型细胞给出相同输出,本方案同型内不同细胞因潜位置不同会被映射到不同真实邻居。",
"mechanism_evidence": "1) ||dz|| mean>0.1且within-pop CV>0.3(继承父节点标准);2) 输出矩阵与copy_last逐元素比较:(A!=B).nnz应>0,且改变比例>20%;3) 四组分分别报告:预期covariation从28.78回升至>45,cell_state可能从68降至55-65(因去掉QM),总分应>49;4) 打印被选择细胞与自身的潜距离分布,确认非全部选回自身。",
"mechanism_off_control": "--transition-scale 0:z_pred=z_last,最近邻即自身,输出=末阶段原始表达(等价copy_last)。预期:输出与copy_last逐元素一致(或仅浮点误差),分数回到~50(copy_last水平)。若scale=0时输出与scale>0相同,说明机制未运行。",
"sources": []
}
``` |
| 原始记录位置 | /home/spark-longxinyang/vec/runs/formal/20261002-202908-search-t1-scr-D/nodes/19/researcher.jsonl 4 KB /home/spark-longxinyang/vec/runs/formal/20261002-202908-search-t1-scr-D/nodes/19/researcher.stderr |